ربات مارماهی که بدون زحمت در زیر آب حرکت می کند

طراحی ربات مارماهی که بدون زحمت در زیر آب (سر می خورد) حرکت می کند، محققان این ربات را برای بررسی نحوه مهاجرت مارماهی ها با شکم خالی ساخته اند.

یک تیم تحقیقاتی از موسسه فناوری فدرال سوئیس اخیرا ربات شناگری را با الگوبرداری از مارماهی های اقیانوسی طراحی و ساخته اند و علیرغم طراحی نسبتاً ساده این ربات، موج‌های زیر آب می‌توانند بینش‌های کلیدی را در مورد زیست‌شناسی الهام‌بخش مارماهی‌های آن ارائه دهند.

1-guilla با هشت بخش موتوردار، یک باله دم چکش‌خوار، و همچنین یک قطعه سر حاوی باتری جلویی و واحد محاسباتی آن، به افتخار اصطلاح فنی‌تر بدن مارماهی - آنگویلی‌فرم (Anguilliform) نامگذاری شد.

ویدئوی سفرهای آبی این ماشین (ربات) اخیراً جایزه گالری حرکت سیالات را در جریان سالانه بخش دینامیک سیالات انجمن فیزیک آمریکا در ماه گذشته به خود اختصاص داده است.

در حالی که طراحی تکاملی آنگویلی شکل به مارماهی‌های گوشتی و خونی اجازه می‌دهد هزاران مایل بدون غذا مهاجرت کنند، زیست‌شناسان به طور کامل مطمئن نیستند که زیرگونه ماهی چگونه چنین شاهکاری را انجام می‌دهد.

1-guilla را وارد کنید، که حرکات بدن آن می تواند توسط طراحان آن برای کشف الگوهای فیزیکی مختلف و همچنین تأثیر متقابل بین بهره وری انرژی و سرعت به هم بخورد.

در طول آزمایش یک حرکت موج ایستاده زمانی رخ داد که گیلا به طور مکرر بین یک S شکل و موقعیت اصلی و مستقیم خود به طور متناوب تغییر می کرد - فقط برای حرکت در آب.

سپس محققان گیلا را طوری برنامه ریزی کردند که موج دار شود تا شکل S در بدن آن حرکت کند و در طول این مرحله، ربات یک حرکت "موج سفر" ایجاد کرد که به آن اجازه می داد به جلو برود. افزایش دامنه خم شدن بدن آن در کنار افزایش طول موج S شکل آن نیز منجر به شنای سریعتر شد.

اما تاثیر اصلی در سرعت حرکت گیلا در آب، باله دم آن است.

افزایش زاویه دم تا محدوده حداکثر 45 درجه، بیشترین سرعت را ارائه می دهد - اما با هزینه بسیار زیاد و حداکثر برد، شاید قابل پیش بینی باشد، به حداکثر مصرف انرژی نیاز دارد، که دقیقاً یک استراتژی برنده برای سفر مسافت های طولانی نیست.

این تیم در ویدیوی نمایشی خود توضیح می‌دهد: برای محاسبه بازده، توان مصرفی موتور (P) بر سرعت آن (U) تقسیم می‌شود تا هزینه حمل و نقل (CoT) به دست آید.

هرچه حرکات گیلا بیشتر شبیه امواج باشد، هزینه حمل و نقل (حرکت) آن کمتر است و با دانستن این موضوع، محققان فرض می‌کنند که کارایی کلی، نه سریع‌ترین سرعت ممکن، کلید مهاجرت طولانی مدت یک مارماهی در حالی است که غذایی نخورده (معده نسبتاً خالی و انرژی زیادی برای شنا کردن ندارد) است.

ربات‌های سرپانتین در حال حاضر خشمگین هستند، به عنوان مثال ناسا آخرین اقدامات خود را بر روی نمونه اولیه خود با نام Exobiology Extant Life Surveyor (EELS) انجام می دهد که ظاهراً 16 فوت طول و 200 پوند وزن دارد - خواهر و برادر بزرگتر EELS گیلا - می تواند روزی خود را در حال عبور از گذرگاه های سطحی و زیرزمینی در قمر یخی زحل، احتمالاً میزبان حیات، انسلادوس بیابد.

مالکیت معنوی مجله انرژی (energymag.ir) علامت تجاری ناشر است... سایر علائم تجاری مورد استفاده در این مقاله متعلق به دارندگان علامت تجاری مربوطه می باشد، ناشر وابسته یا مرتبط با دارندگان علامت تجاری نیست و توسط دارندگان علامت تجاری حمایت، تایید یا ایجاد نشده است، مگر اینکه خلاف آن ذکر شده باشد و هیچ ادعایی از سوی ناشر نسبت به حقوق مربوط به علائم تجاری شخص ثالث وجود ندارد.